人機交互設計在氣動工具設計上的應用

◎陳 典

人機交互設計在氣動工具設計上的應用

◎陳 典

人機工程學（Ergonomics）是起源于歐洲的一門新興的邊緣學科，是工業設計中重要的輔助手段。針對產品設計過程中，產品操作復雜程序容易讓用戶無所適從的問題，提出將交互設計的思想，導入工業產品設計系統。在此基礎上，分析了基于交互設計思想的工業產品設計流程，利用此系統可開發和設計出更好的用戶體驗產品。氣動工具的設計包括的外形，風格，色彩，結構以及材料等各方面綜合設計，加入人機交互設計手段，為氣動工具的設計注入靈魂。

人是工業產品設計造型中的中心設計理念，同時加入從社會、文化、經濟、歷史等角度的考慮，經過這一系列設計之后的工業產品的功能構造、色彩、形狀、裝飾和材料等因素都可以滿足消費者普遍的身心審美和功能上對工業產品需求。

隨著DIY氣動工具技術的不斷成熟，其外觀及整體風格逐漸成為競爭的重要因素。從單純的追求產品品質到外形設計再到有一定文化底蘊的外形設計，這給產品設計提出了更高的要求。在保證氣動工具核心使用功能得到滿足的前提下，通過加入人機交互設計，能夠迅速經濟地達到氣動工具多樣化和個性化的目的，為產品設計注入靈魂。

人機交互設計理論與應用

人機交互設計介紹。人機交互（Human-Computer Interaction，HCI）是關于設計、評價和實現供人們使用的交互式計算機系統，且對這些方面主要現象進行研究的科學。產品設計中的人機交互概念，其定義已經延伸到所有需要與人進行信息傳遞即交互的產品。這里的“機”不再是計算機，而是更多的需要通過人機交互來實現其預定功能的工業產品。

人機工程研究和解決人-機-環境協調,形成有機聯系,使機器與設備適合人的生理和心理需求以及其他因素,從而達到工作環境舒適安全、操作準確,省力簡便,減輕操作疲勞和提高工作效率的目的。它系統地運用生理學、心理學和醫學等有關科學知識，研究組成人機系統的機器和人的相互關系，以提高整個系統的功效。

在我國，人機工程學還有一些別的稱呼，常見的有：人體工程學、人類工效學、人體測量學、人因學、宜人學等。在北美，本學科一般稱為人因工程學或人機工程學，前蘇聯稱為工程心理學，歐洲、日本和其他國家稱為工效學。

人機交互在工業產品設計中應用。目前工業產品設計中對于人機工程應用的地方有很多，包括產品的外觀和色彩設計、操縱裝置設計、信息顯示裝置設計和人-環境系統設計等等。下面對產品外觀設計，操縱裝置設計，和信息顯示裝置設計進行簡要的介紹。

產品外觀設計： 現代工業產品的外觀設計它是一種創造性的活動,在強調內部結構的同時又關注外形質量,使之成為一個和諧的整體。外形質量包括2個方面,一是外部結構的造型設計,二是其色彩表現,兩者具有相輔相成的關系,處理恰當,可以達到相得

益彰的效果。

操縱裝置設計：產品設計必須以人機工程學觀點,去確定人和機器之間最適宜的相互作用方式和方法,提高人的操縱活動能力,以達到高效和高準確度的要求。依據造型幾何要素,按照一定的構成方法進行平面或立體的形體構成,是產品形體設計的基礎。

信息顯示裝置設計： 信息顯示裝置是工業產品與使用者（人）之間交流最重要的介質，人可以從信息顯示裝置上直觀獲取關于工業產品的各種圖表、數據指標，也可通過聽覺來傳遞警鳴聲等聽覺信息。操縱工業產品的本質就是人處理產品信息的過程，因此信息顯示裝置的人性化設計就顯得極為重要。第一，視覺顯示裝置的設計應以人的正常視野范圍為標準，一般視野范圍標準為水平線向上為30°，向下為40°，以人鼻為中心點的左右15°范圍內；站立時低于水平線10°為人眼最佳視線，人呈坐姿時低于水平線15°為人眼最佳視線等等，這些數據都應融于信息顯示裝置的設計中。

氣動工具設計

氣動工具的介紹。 從廣義上講，氣動工具主要是利用壓縮空氣帶動氣動馬達而對外輸出動能工作的一種工具，根據其基本工作方式可分為：1)旋轉式（偏心可動葉片式）；2)往復式(容積活塞式)一般氣動工具主要由動力輸出部分、作業形式轉化部分、進排氣路部分、運作開啟與停止控制部分、工具殼體等主體部分，當然氣動工具運作還必須有能源供給部分、空氣過濾與氣壓調節部分以及工具附件等。

這里介紹一些常用的氣動工具：1風動扳手；2氣鉆；3吹槍；4噴槍；5氣動拋光機；6刻磨機；7釘槍；8氣錘；等等。

氣動工具的現代化設計。所謂氣動工具現代化設計，隨著世界全球化的今天，科學技術的進步，高智能、自動化的生產設備出現，推動了工藝的革命。新工藝的出現為產品設計提供了可靠的技術支持，與此同時現代化設計更強調人性化，以人為本，不僅僅是炫酷外形，或是商品名而已。根據氣動工具生產以及使用的技術要求，經過充分地分析比較，并加以適當地簡 化與歸納，從而實現按照某種特定規律來對氣動工具的主要性能指標和參數進行分類，進而合理安排氣動工具的品種和規格形成新設計產品。

氣動工具的現代化設計實現了對氣動工具產品規格和品種的合理簡化和統一，使氣動工具企業能夠用有限的資源制造出更多規格和品種的產品，從而滿足了現代消費者多樣化和個性化的需求。

氣動工具設計的市場定位。由于大部分氣動工具的內在工作原理相同，在外形設計上空間很大，可以利用的設計元素很多。而且許多氣動工具的設計可以用同樣元素設計，讓一系列的工具外形具有相似的家族特征，從而提高品牌的辨識度和認知度。

其次，在以人為本的設計基礎上，基于氣動工具核心工作原理相同，一些氣動工具甚至和可以合并設計。

簡單來說，這樣現代化氣動工具設計的市場對位就是價廉（設計一把工具取代兩把工具），物美。

人機交互在氣動工具現代化設計上應用

氣動工具的造型設計。 工業產品的造型設計,是具有實用功能的造型,具有物質和精神2個方面的功能,物質功能的要求是使產品具有良好的實用性和科學性;工業產品的藝術設計側重于精神方面的功能,功能、物質技術條件、藝術形象是造型設計的三大基礎要素。功能是產品設計的目的,物質技術條件是產品設計的物質基礎,藝術形象是產品的立體表現。

對于氣動工具產品的造型，可以采用仿生設計，對造型設計進行優化。同時利用仿生的特點，使氣動工具不單具有外形獨特性，而且結合一些仿生特殊部位造型，達到實際用途目的，使之內外兼修。

例如氣動胎壓槍的頭部，設計成一個鷹頭。鷹長長的嘴正好可以成為一個掛鉤，方便用戶在不使用胎壓槍時，把工具掛起來。

交互設計在氣動工具上應用。基于交互設計思想的設計流程以用戶需求為發端，以交互設計思想為核心，以設計以人為本的產品為目標。

交互設計實質上也是一種系統的設計，其組成元素包括人、人的行為、產品使用的情境和支持交互行為的技術。調整后的基于交互設計思想的工業產品設計系統，不僅研究和關注用戶需要什么產品，如何實現相應產品的功能，如何低成本高效率的制造這些產品，更關注用戶如何使用這些產品，并設計規劃好用戶使用此產品的方式，使其以高效的方式在愉悅的心情下使用產品。

同樣以氣動胎壓槍鷹頭設計為例。鷹的眼睛可以設計胎壓槍壓力表的控制按鈕，并且當壓力過高時，鷹的眼睛還會發出紅光警報提示。這樣交互設計，工具常規功能，以及人性化功能都達到了完美的統一。

尺寸設計。 正確的比例尺度是完美造型的基礎和框架。比例是造型對象各部分之間、各部分與整體之間的大小關系,以及各部分與細部之間的比較關系。正確造型設計的次序應該首先根據人機工程確定尺度,然后根據尺度確定和調整造型的比例。

尺寸設計比較常用的方法是應用黃金分割比例。黃金分割自古到今一直被公認為最美的尺度,大自然中許多構成均有著黃金分割比例的反映,數學中優選法的優選數值也是0.618。黃金分割比例采用0.618為基數,使得構成比例的兩線段之比為0.618,它的比例優美調和,富于變化,而又有一定的規律和安全感。

以氣動噴槍的槍體為例。在人手舒適度尺寸基礎上，充分應用黃金分割比例設計槍體外形，可以讓這個槍體的造型看起來非常完美和舒適。

交互設計思想在工業產品設計領域的影響不斷深入，其應用已經深入各種產品領域。單純化、簡潔、明快,結構嚴謹,工藝精巧,追求理性美是工業設計產品造型的主要標志。總之,良好的產品造型,能使人們工作愉快,效率提高。

氣動工具設計通過人機交互設計來提升，為產品設計注入靈魂，使其充分體現產品的人性化，還能提供更豐富的情感體驗。

（作者單位：福州大學廈門工藝美術學院）